用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告.doc

用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告 一、实验目的 1.学会用拉伸法测量杨氏模量； 2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理； 3.学会用逐差法处理实验数据； 4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达； 5.学会实验报告的正确书写。 二、实验仪器 YWC-1杨氏弹性模量测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、 钢卷尺（0-200cm ,0.1cm） 、游标卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm) 三、验原理 在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。 最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长，截面积为，沿长度方向施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有： 我们把Y称为杨氏弹性模量。 如上图： 四、实验内容 一 仪器调整 1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平； 2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直； 3、将望远镜放置在平面镜正前方1.500-2.000m左右位置上； 4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像； 5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝； 6、调节叉丝在标尺0刻度以内，并使得视差不超过半格。 二测量 下无挂物时标尺的读数； 2、依次挂上的砝码，七次，计下； 3、依次取下的砝码，七次，计下； 4、用米尺测量出金属丝的长度（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离； 5、用游标卡尺测量出光杠杆、用螺旋测微器测量出金属丝直径。 三数据处理方法——逐差法 实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。 逐差法采用隔项逐差： 注：上式中的为增重的金属丝的伸长量。 五、实验数据记录处理 （1）数据的记录 i mi（kg） 加砝码 （m） 减砝码 （m） 平均值 （m） （m） 不确定度 0 1 2 3 0.000 1.000 2.000 3.000 0.00 0.47 0.94 1.38 0.00 0.49 0.98 1.40 0.00 0.48 0.96 1.39 1.84 1.82 1.80 1.82 0.06m 4 5 6 7 4.000 5.000 6.000 7.000 1.83 2.29 2.77 3.21 1.85 2.31 2.75 3.21 1.84 2.30 2.76 3.21 =()m 直径 未加载(m) 加满载(m) 平均值 0.600m d上 0.601 0.601 0.599 0.599 d中 0.601 0.601 0.600 0.600 不确定度： 0.006 m d下 0.602 0.601 0.596 0.598 ()m 其 他 数 据 螺旋测微器零点读数：0.000 m ;游标卡尺零点读数0.00m (1.5020 0.0005) m (6.820 0.005) m (7.660 0.002) m 结 果 表 达 Y=（2.04 0.13） 相对不确定度：6.3% 百分差： －0.5% （2）数据处理 1、求 同理求得其它填入表中 同理求得 2、求 同理求得，，填入表中 同理求得 3、求 金属丝伸长量 4、求金属丝直径 5、求 = =6.3% 标准值： 百分差： 注：本实验百分差10% 六、误差分析 1.误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径，由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差，用望远镜 读取微小变化量时存在随机误差。 2.实验测数据时，由于砝码的摇晃使得金属丝没有绝对静止，读数时存在随机误差。 3.测量金属丝直径时，由于存在椭圆形，故测出的直径存在系统误差和随机误差。 4.测量D时米尺没有拉水平，测量L时米尺没有铅垂导致误差存在。 5.测量X时，由于作垂线没有完全的垂直，导致X值的测量存在误差。 本报告仅供参考格式。 数据、内容请勿抄袭！